HCSR04超声波传感器驱动
HC_SR04是一款使用较为广泛的超声波测距模块,模块图如下
该模块具有四个引脚,分别为VCC GND TRIG ECHO,其中VCC GND为供电脚
TRIG为测距触发引脚,ECHO为测距输入引脚
该模块的驱动模式为
控制口发一个 10US 以上的高电平,就可以在接收口等待高电平输出.一有输出就可以开定时器计时,当此口变为低电平时就可以读定时器的值,此时就为此次测距的时间,方可算出距离.如此不断的周期测,就可以达到你移动测量的值了
模块工作原理如下
(1)采用 IO 触发测距，给至少 10us 的高电平信号;
(2)模块自动发送 8 个 40khz 的方波，自动检测是否有信号返回；
(3)有信号返回，通过 IO 输出一高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间
(4计算测试距离测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2;
根据工作原理,我们可以选择两种模式驱动
1. 采用中断+定时器方式,将ECHO定义为上升沿下降沿都能触发中断,trig触发之后,echo高电平进中断打开定时器,echo低电平关闭定时器并统计定时器计数值
2. 采用普通IO+定时器模式,触发之后等待echo响应,响应时打开定时器,直到echo恢复低关闭定时器,获取时间
1：此模块不宜带电连接，如果要带电连接，则先让模块的 Gnd 端先连接。否则会影响
模块工作。
2：测距时，被测物体的面积不少于0.5平方米且要尽量平整。否则会影响测试结果。
详细驱动代码如下所示
Hcsr04.c
#include "hcsr04.h"
#define HCSR04_PORT GPIOB
#define HCSR04_CLK RCC_APB2Periph_GPIOB
#define HCSR04_TRIG GPIO_Pin_5
#define HCSR04_ECHO GPIO_Pin_6
#define TRIG_Send PBout(5)
#define ECHO_Reci PBin(6)
u16 msHcCount = 0;//ms计数
void Hcsr04Init(u32 NVIC_PriorityGroup,u32 PreemptionPriority,u32 SubPriority)
{
u32 NVICtemp = 0; //用于NVIC控制器的变量
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; //生成用于定时器设置的结构体
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(HCSR04_CLK, ENABLE);
NVICtemp = NVIC_EncodePriority(NVIC_PriorityGroup , PreemptionPriority , SubPriority); //中断优先级变量解码
//IO初始化
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =HCSR04_TRIG; //发送电平引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出
GPIO_Init(HCSR04_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(HCSR04_PORT,HCSR04_TRIG);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = HCSR04_ECHO; //返回电平引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;//下拉输入
GPIO_Init(HCSR04_PORT, &GPIO_InitStructure);
//定时器初始化 使用基本定时器TIM6
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6, ENABLE); //使能对应RCC时钟
//配置定时器基础结构体
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1000; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值 计数到1000为1ms
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =(72-1); //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 1M的计数频率 1US计数
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM6, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
TIM_ClearFlag(TIM6, TIM_FLAG_Update); //清除更新中断，免得一打开中断立即产生中断
TIM_ITConfig(TIM6,TIM_IT_Update,ENABLE); //打开定时器更新中断
NVIC_SetPriority(TIM6_IRQn,NVICtemp); //设置中断优先级
NVIC_EnableIRQ(TIM6_IRQn); //使能对应中断
}
static void OpenTimerForHc() //打开定时器
{
TIM_SetCounter(TIM6,0);//清除计数
msHcCount = 0;
TIM_Cmd(TIM6, ENABLE); //使能TIMx外设
}
static void CloseTimerForHc() //关闭定时器
{
TIM_Cmd(TIM6, DISABLE); //使能TIMx外设
}
//定时器6中断服务程序
void TIM6_IRQHandler(void) //TIM3中断
{
if (TIM_GetITStatus(TIM6, TIM_IT_Update) != RESET) //检查TIM3更新中断发生与否
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM6, TIM_IT_Update ); //清除TIMx更新中断标志
msHcCount++;
}
}
u32 GetEchoTimer(void)
{
u32 t = 0;
t = msHcCount*1000;//得到MS
t += TIM_GetCounter(TIM6);//得到US
return t;
}
//一次获取超声波测距数据 两次测距之间需要相隔一段时间，隔断回响信号
void Hcsr04GetLength(u32* length)
{
u32 t = 0;
float lengthTemp;
TRIG_Send = 1; //发送口高电平输出
DelayUs(10);
TRIG_Send = 0;
while(ECHO_Reci == 0); //等待接收口高电平输出
OpenTimerForHc(); //打开定时器
while(ECHO_Reci == 1);
CloseTimerForHc(); //关闭定时器
t = GetEchoTimer(); //获取时间,分辨率为1US
lengthTemp = ((float)t/58);//cm
*length = (u32)lengthTemp;
}
Hcsr04.h
#ifndef __HCSR04_H #define __HCSR04_H #include "stm32f10x.h" #include "delay.h" #include "ioremap.h" #include "common.h" //超声波模块初始化 void Hcsr04Init(u32 NVIC_PriorityGroup,u32 PreemptionPriority,u32 SubPriority); //超声波模块一次距离获取 //返回0 成功 //返回1 失败 void Hcsr04GetLength(u32* length); #endif
